二次代数方程组

计算科学 非线性方程 牛顿法
2021-11-30 09:03:04

我有这个问题

Hi(x1,x2,,xN)=aijkxjxk+bijxj+ci=01iN

我需要证明,对于任何 N,应用 Newton-Raphson 甚至都无法找到该系统的真正解决方案。

好吧,如果我应用 Newton-Raphon,首先我计算梯度:

Hixl=ailkxk+aijlxj+bil=0

并解决

Δx=(Hx)1H

在初始估计时评估梯度和函数。梯度是二阶张量。我不知道这怎么会失败。也许如果最初的估计没有收敛,但这是选择一个好的问题。我假设系统有一个解决方案,因为问题的重点是找到解决方案,而不是这些解决方案是否存在。提前致谢。

2个回答

您可以通过为中间项引入新变量来证明任何多项式方程组都可以写成更大的二次方程组。现在已知牛顿法的全局收敛性随着次数和维数的增加而变差,所以应该有很多例子可以证明这个性质。

这是标量情况的概括。导数在解中可能为零,当且仅当时才会发生这种情况(在这种情况下,的图仅接触轴但不与 x 轴相交)。f(x)=ax2+bx+c=0f(x)=2ax+bb2=4acfx

同样,在您的二次系统中,Jacobian 在某些条件下的解中可能是奇异的(即不可逆的)。在这种情况下,牛顿法将无法收敛。